2ª Aula

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ORIGEM DA VIDAORIGEM DA VIDA
UMA ABORDAGEM UMA ABORDAGEM 
HISTHISTÓÓRICA E MOLECULARRICA E MOLECULAR
INTRODUINTRODUÇÇÃOÃO
AcreditaAcredita--se que a Terra tenha se que a Terra tenha 
aproximadamente 4,5 bilhões de anos. aproximadamente 4,5 bilhões de anos. 
Por anPor anáálise do telesclise do telescóópio Hubble, estimapio Hubble, estima--se se 
que a idade do universo seja cerca de 12 que a idade do universo seja cerca de 12 
bilhões de anos. bilhões de anos. 
E que a vida neste planeta tenha E que a vida neste planeta tenha 
aproximadamente 3,5 (3,8) bilhões de anos. aproximadamente 3,5 (3,8) bilhões de anos. 
TEORIAS
ABIOGÊNESE OU GERAÇÃO 
ESPONTÂNEA
A VIDA SURGIU DA MATÉRIA 
BRUTA A PARTIR DE UMA FORÇA 
VITAL
BIOGÊNESE
A VIDA SURGIU A PARTIR DE 
UM OUTRO SER VIVO
OBSERVAOBSERVAÇÇÃO IMPORTANTEÃO IMPORTANTE
Segundo AristSegundo Aristóóteles, autor da teles, autor da abiogêneseabiogênese e influenciado pelae influenciado pela
teoria platônica da existência de um mundo de imagens,teoria platônica da existência de um mundo de imagens,
afirmava que as espafirmava que as espéécies surgem por geracies surgem por geraçção espontânea, ou ão espontânea, ou 
seja, existiam diversas fseja, existiam diversas fóórmulas que dariam origem rmulas que dariam origem ààs s 
diferentes espdiferentes espéécies. cies. 
Isto Isto éé, segundo ele, os organismos podem surgir a partir de uma massa , segundo ele, os organismos podem surgir a partir de uma massa 
inerte segundo um princinerte segundo um princíípio ativo (por exemplo, nascer um rato da pio ativo (por exemplo, nascer um rato da 
combinacombinaçção de uma camisa suja e de um pouco de milho).ão de uma camisa suja e de um pouco de milho).
A GeraA Geraçção Espontânea permaneceu como idão Espontânea permaneceu como idééia principal do ia principal do 
surgimento das espsurgimento das espéécies devido cies devido àà influência que as creninfluência que as crençças as 
religiosas incutiam na civilizareligiosas incutiam na civilizaçção ocidental, principalmente. ão ocidental, principalmente. 
Assim, a geraAssim, a geraçção espontânea tornouão espontânea tornou--se uma idse uma idééia chave para a ia chave para a 
teoria que surgiria a seguir (criacionismo).teoria que surgiria a seguir (criacionismo).
DEFENSORES DA ABIOGÊNESE DEFENSORES DA ABIOGÊNESE 
OU GERAOU GERAÇÇÃO ESPONTÂNEAÃO ESPONTÂNEA
1 1 –– VanVan HelmontHelmont (1577(1577--1644)1644)
divulgou uma receita para criar camundongos aonde deveria sdivulgou uma receita para criar camundongos aonde deveria ser er 
colocada uma camisa suada em contato com gcolocada uma camisa suada em contato com géérmen de trigo, rmen de trigo, 
abandonada em um lugar escuro, apabandonada em um lugar escuro, apóós 21 dias, produziria ratos. Neste s 21 dias, produziria ratos. Neste 
caso o princcaso o princíípio ativo seria o suor humano. pio ativo seria o suor humano. 
2 2 –– NeedhamNeedham (1713(1713--1781)1781)
fez vfez váárias experiências com frascos de vidro contendo "caldos rias experiências com frascos de vidro contendo "caldos 
nutritivos" abertos e fechados, aquecidos ou não, conseguindo nutritivos" abertos e fechados, aquecidos ou não, conseguindo 
proliferaproliferaçção de microrganismos em todos os casos . Onde os ão de microrganismos em todos os casos . Onde os 
microrganismos smicrorganismos sóó poderiam ter aparecido atravpoderiam ter aparecido atravéés da "geras da "geraçção ão 
espontânea" jespontânea" jáá que os caldos foram aquecidos e as possque os caldos foram aquecidos e as possííveis formas veis formas 
vivas foram eliminadas e os frascos, levemente fechados, impedirvivas foram eliminadas e os frascos, levemente fechados, impediram a am a 
entrada de formas vivas presentes no ar . Dizia que existia um tentrada de formas vivas presentes no ar . Dizia que existia um tipo de ipo de 
"for"forçça vital" que era responsa vital" que era responsáável pelo aparecimento dos vel pelo aparecimento dos 
microrganismos microrganismos 
DEFENSORES DA BIOGÊNESEDEFENSORES DA BIOGÊNESE
1 1 –– Francesco Francesco RediRedi (1626(1626--1697)1697) 2 2 –– SpallanzaniSpallanzani (1729(1729--1799)1799)
ORIGEM DO 1ORIGEM DO 1oo SER VIVO: uma SER VIVO: uma 
abordagem molecularabordagem molecular
CARACTERCARACTERÍÍSTICAS DA TERRA STICAS DA TERRA 
PRIMITIVA:PRIMITIVA:
-- ININÓÓSPITA (enorme extensão da terra)SPITA (enorme extensão da terra)
-- MUITAS ERUPMUITAS ERUPÇÇÕES VULCÂNICASÕES VULCÂNICAS
-- ANTIOXIDANTE (ausência de OANTIOXIDANTE (ausência de O22))
-- SEM CAMADA DE OZÔNIOSEM CAMADA DE OZÔNIO
-- ATMOSFERA REATIVAATMOSFERA REATIVA
-- PRESENPRESENÇÇA DE COA DE CO22, CH, CH44, NH, NH33, H, H22
e VAPOR D`e VAPOR D`ÁÁGUAGUA
--LONGO TEMPO (2 bilhões de anos)LONGO TEMPO (2 bilhões de anos)
3 3 –– Louis PasteurLouis Pasteur
HIPHIPÓÓTESES PTESES PÓÓSS--PASTEURPASTEUR
1 1 –– Divina ou Criacionismo (Gn 1)Divina ou Criacionismo (Gn 1)
2 2 –– CosmozoCosmozoáária ou da Panspermiaria ou da Panspermia
3 3 –– AutotrAutotróóficafica
4 4 –– HeterotrHeterotróóficafica
O OCEANO PRIMITIVOO OCEANO PRIMITIVO
Ele foi formado por conta Ele foi formado por conta 
de um intenso ciclo de de um intenso ciclo de 
chuvas proporcionado pelo chuvas proporcionado pelo 
resfriamento e condensaresfriamento e condensaçção ão 
do vapor d`do vapor d`áágua nas altas gua nas altas 
camadas da atmosfera, esta camadas da atmosfera, esta 
áágua retornava gua retornava 
constantemente atconstantemente atéé àà
superfsuperfíície da Terra cie da Terra 
resfriando e ficava resfriando e ficava 
acumulada.acumulada.
TEORIA DA EVOLUTEORIA DA EVOLUÇÇÃO ÃO 
QUQUÍÍMICA OU MOLECULARMICA OU MOLECULAR
Postulada por:Postulada por:
HuxleyHuxley (1825(1825--1895)1895)
HaldaneHaldane (1892(1892--1964)1964)
OparinOparin (1894(1894--1980)1980)
A vida A vida éé resultado de uma resultado de uma 
evoluevoluçção a partir de compostos ão a partir de compostos 
inorgânicos que se inorgânicos que se 
combinaram originando combinaram originando 
molmolééculas orgânicas simples e culas orgânicas simples e 
depois moldepois molééculas orgânicas culas orgânicas 
mais complexas atmais complexas atéé o o 
surgimento de estruturas com surgimento de estruturas com 
capacidade de se autocapacidade de se auto--duplicar duplicar 
e apresentar atividades e apresentar atividades 
metabmetabóólicas.licas.
ORIGEM PRORIGEM PRÉÉ--BIBIÓÓTICA DOS TICA DOS 
COMPOSTOS ORGÂNICOSCOMPOSTOS ORGÂNICOS
De onde teriam vindo as De onde teriam vindo as 
molmolééculas que originaram os culas que originaram os 
primeiros seres vivos?primeiros seres vivos?
1 1 –– ReaReaçções entre as molões entre as molééculas culas 
dos gases atmosfdos gases atmosfééricos.ricos.
2 2 –– ““SemeadasSemeadas”” dos cometas e dos cometas e 
asterasteróóidesides..
EXPERIMENTO DE STANLEY EXPERIMENTO DE STANLEY 
MILLER e HAROLD UREYMILLER e HAROLD UREY
Simulava a Terra PrimitivaSimulava a Terra Primitiva
Gases: CHGases: CH44, NH, NH33, H, H22O e HO e H22..
AminoAminoáácidos: Glicina e Alaninacidos: Glicina e Alanina
ORIGEM DOS SISTEMAS ORIGEM DOS SISTEMAS 
ISOLADOSISOLADOS
Os processos quOs processos quíímicos micos 
que caracterizam a vida que caracterizam a vida 
ocorrem sempre no ocorrem sempre no 
interior das cinterior das céélulas que lulas que éé
delimitada por uma fina delimitada por uma fina 
membrana que a sua membrana que a sua 
existência caracteriza o existência caracteriza o 
ponto inicial para o ponto inicial para o 
surgimento da vidasurgimento da vida
MICROSFERAS DE FOXMICROSFERAS DE FOX
Ele postulou a origem Ele postulou a origem 
das protedas proteíínas em meio nas em meio 
aquoso e em seguida aquoso e em seguida 
adicionou adicionou áágua gua 
levemente salgada que levemente salgada que 
ficou delimitada por ficou delimitada por 
uma membrana uma membrana 
protprotééica formando asica formando as
microsferas microsferas 
OS COACERVADOS DE OS COACERVADOS DE 
OPARINOPARIN
São aglomerados de proteSão aglomerados de proteíínas que se nas que se 
formam espontaneamenteem soluformam espontaneamente em soluçções ões 
aquosas com certo grau de salinidade e aquosas com certo grau de salinidade e 
acidez. acidez. 
A membrana que envolve A membrana que envolve éé uma uma 
pseudomembrana de pseudomembrana de áágua.gua.
ESQUEMA DA TEORIA DE ESQUEMA DA TEORIA DE 
OPARINOPARIN
Para entender claramente esta discussão, Para entender claramente esta discussão, éé úútil recordar as til recordar as 
equaequaçções de três processos biolões de três processos biolóógicos bgicos báásicos, sicos, fermentafermentaççãoão, , 
respirarespiraççãoão e e fotossfotossííntesentese, que reproduzimos a seguir., que reproduzimos a seguir.
FermentaFermentaççãoão (alco(alcoóólica): glicose lica): glicose →→ áálcool etlcool etíílico + CO2 + lico + CO2 + 
energiaenergia
RespiraRespiraççãoão: glicose + oxigênio : glicose + oxigênio →→ CO2 + H2O + energiaCO2 + H2O + energia
FotossFotossííntesentese: CO2 + H2O + luz : CO2 + H2O + luz →→ (Clorofila) (Clorofila) →→ glicose e O2glicose e O2
Os primeiros organismos: autOs primeiros organismos: autóótrofos ou hetertrofos ou heteróótrofos?trofos?
Existem duas hipExistem duas hipóóteses sobre a origem da vida:teses sobre a origem da vida:
-- a a hiphipóótese autotrtese autotróóficafica, que propõe que o primeiro , que propõe que o primeiro 
ser vivo foi capaz de sintetizar seu prser vivo foi capaz de sintetizar seu próóprio prio 
alimento orgânico, possivelmente por alimento orgânico, possivelmente por 
fotossfotossííntese, e ntese, e 
-- a a hiphipóótese heterotrtese heterotróóficafica, que prevê que os primeiros , que prevê que os primeiros 
organismos se nutriam de material orgânico jorganismos se nutriam de material orgânico jáá
pronto, que retiravam de seu meio. pronto, que retiravam de seu meio. 
Por outro lado, se o primeiro organismo era heterPor outro lado, se o primeiro organismo era heteróótrofo, o que ele trofo, o que ele 
comeria?.... Esses comeria?.... Esses coacervadoscoacervados representam então uma fonte representam então uma fonte 
abundante de alimento para nosso primeiro organismo, que abundante de alimento para nosso primeiro organismo, que 
passaria a comer seus passaria a comer seus ““irmãosirmãos”” menos bem sucedidos...menos bem sucedidos...
Admitamos um primeiro organismo Admitamos um primeiro organismo heterheteróótrofotrofo, para o qual , para o qual 
alimento não era problema. Podealimento não era problema. Pode--se obter energia do alimento se obter energia do alimento 
atravatravéés de dois processos: a s de dois processos: a respirarespiraççãoão que depende de Oque depende de O22
molecular, inexistente na molecular, inexistente na éépoca, e a poca, e a fermentafermentaççãoão, processo mais , processo mais 
simples, cuja realizasimples, cuja realizaçção dispensa a presenão dispensa a presençça de oxigênio.a de oxigênio.
EstabeleEstabeleççamos, a tamos, a tíítulo de hiptulo de hipóótese mais provtese mais prováável, que o vel, que o 
primeiro organismo deva ter sido um primeiro organismo deva ter sido um heterheteróótrofo trofo fermentadorfermentador. . 
A abundância inicial de alimento permite que os primeiros A abundância inicial de alimento permite que os primeiros 
organismos se reproduzam com rapidez; organismos se reproduzam com rapidez; não se esquenão se esqueçça tamba tambéém de m de 
que todos os mecanismos da evoluque todos os mecanismos da evoluçção biolão biolóógica, como a mutagica, como a mutaçção e seleão e seleçção ão 
natural, estão atuando, adaptando os organismos e permitindo o natural, estão atuando, adaptando os organismos e permitindo o 
aparecimento de caracteraparecimento de caracteríísticas divergentes.sticas divergentes.
HIPHIPÓÓTESE HETEROTRTESE HETEROTRÓÓFICAFICA
Postula que o primeiro Postula que o primeiro 
ser vivo era incapaz de ser vivo era incapaz de 
sintetizar seu prsintetizar seu próóprio prio 
alimento. alimento. 
Ele era muito simples Ele era muito simples 
(procarionte), (procarionte), 
anaeranaeróóbico e realizava bico e realizava 
fermentafermentaçção.ão.
CONSEQUÊNCIAS DA CONSEQUÊNCIAS DA 
FERMENTAFERMENTAÇÇÃOÃO
O meio comeO meio começçou a ou a 
receber um grande teor receber um grande teor 
de COde CO2 2 e o alimento a e o alimento a 
ficar escasso, ficar escasso, 
resultando em uma resultando em uma 
verdadeira crise verdadeira crise 
energenergéética para estes tica para estes 
primeiros seres vivos.primeiros seres vivos.
ORIGEM DA FOTOSSORIGEM DA FOTOSSÍÍNTESENTESE
Ela surge frente a uma crise energEla surge frente a uma crise energéética com tica com 
o objetivo de proporcionar a so objetivo de proporcionar a sííntese do ntese do 
alimento tendo como conseqalimento tendo como conseqüüência a ência a 
liberaliberaçção de Oão de O22..
COCO22+H+H22OOCC66HH1212OO66+O+O22
CONSEQUÊNCIA DA CONSEQUÊNCIA DA 
LIBERALIBERAÇÇÃO DO OÃO DO O22
 Foi considerado o holocausto do OFoi considerado o holocausto do O22..
 Foi responsFoi responsáável pela svel pela sííntese de uma grande ntese de uma grande 
quantidade de radicais livres.quantidade de radicais livres.
 Ele inicialmente reagia com Ele inicialmente reagia com ííons de Ferro.ons de Ferro.
 Tornou o meio aerTornou o meio aeróóbico apbico apóós esgotar a deps esgotar a depóósito sito 
de de ííons de ferro.ons de ferro.
ANALISE O GRANALISE O GRÁÁFICO FICO 
ABAIXOABAIXO
organismos multicelularessurgimento dos eucariontesprocariontesprocariontes
era de evolução química, 
protobiontes
Tipo de 
formas de 
Vida
moléculas orgânicas 
complexas obtidas 
apenas por síntese biótica
moléculas 
orgânicas 
complexas 
obtidas apenas 
por síntese biótica
moléculas orgânicas 
complexas usadas pelos 
protobiontes, início da 
síntese biótica de 
proteínas, gorduras e 
açúcares em células
moléculas orgânicas 
complexas 
sintetizadas 
abioticamente, 
nucleótidos, 
aminoácidos, 
açúcares
moléculas orgânicas 
simples sintetizadas 
abioticamente, metano e 
hidrocarbonetos, amónia, 
ácidos e álcoois
Moléculas 
no oceano
água, oxigénio, ozono, 
azoto, dióxido de carbono
hidrogénio, 
amoníaco, água, 
ozono, oxigénio, 
dióxido de 
carbono
hidrogénio, amoníaco, 
água
hidrogénio, metano, 
amoníaco, água, 
dióxido de carbono
hidrogénio, metano, 
amoníaco, água, dióxido 
de carbono
Gases na 
atmosfera
bombardeamento por 
U.V. fraco, calor da Terra 
baixo, relâmpagos fracos
bombardeamento 
por U.V. fraco, 
calor da Terra 
baixo, relâmpagos 
fracos
bombardeamento por 
U.V. elevado, calor da 
Terra baixo, relâmpagos 
fracos
bombardeamento por 
U.V. elevado, calor da 
Terra menor, 
relâmpagos médios
bombardeamento por 
U.V. elevado, calor da 
Terra elevado, 
relâmpagos intensos
Fontes 
energética
s
0,51,52,53,54,5
Bilhões de 
anos 
atrás
Quadro-resumo da evolução das condições da Terra primitiva
OO22 ATMOSFATMOSFÉÉRICO E O RICO E O 
CURSO DA EVOLUCURSO DA EVOLUÇÇÃOÃO
A relaA relaçção entre a mudanão entre a mudançça dos na dos nííveis de oxigênio veis de oxigênio 
atmosfatmosféérico rico éé um dos principais estum dos principais estáágios que acreditagios que acredita--se, se, 
ocorreu na evoluocorreu na evoluçção dos organismos na Terra. ão dos organismos na Terra. 
Como indicado no grComo indicado no grááfico anteriormente, evidências fico anteriormente, evidências 
geolgeolóógicas sugerem que houve mais de um bilhão de anos gicas sugerem que houve mais de um bilhão de anos 
de intervalo entre o aparecimento das cianobactde intervalo entre o aparecimento das cianobactéérias e o rias e o 
perperííodo em que grandes concentraodo em que grandes concentraçções de Oões de O22 comecomeççaram a aram a 
se acumular na atmosfera. se acumular na atmosfera. 
Esse intervalo tão grande deveuEsse intervalo tão grande deveu--se, sobretudo, se, sobretudo, àà grande grande 
quantidade de ferro solquantidade de ferro solúúvel existente nos oceanos, que vel existente nos oceanos, que 
reagia com o Oreagia com o O22 liberado para enormes depliberado para enormes depóósitos de sitos de óóxidoxido 
de ferro.de ferro.
IMPORTANTEIMPORTANTE
1 1 -- O oxigênio molecular O oxigênio molecular éé um verdadeiro veneno para os organismos um verdadeiro veneno para os organismos 
que não disponham de mecanismos enzimque não disponham de mecanismos enzimááticos protetoras ticos protetoras 
(catalase ou peroxidase, por exemplo) capazes de reduzir os (catalase ou peroxidase, por exemplo) capazes de reduzir os 
subprodutos altamente nocivos do metabolismo oxidativo (persubprodutos altamente nocivos do metabolismo oxidativo (peróóxido xido 
e supere superóóxido de hidrogxido de hidrogéénio).nio).
2 2 -- Os dados geofOs dados geofíísicos indicam que o oxigênio molecular surgiu sicos indicam que o oxigênio molecular surgiu 
gradualmente na atmosfera hgradualmente na atmosfera háá cerca de 2000 M.a.cerca de 2000 M.a.
3 3 -- O oxigênio teve um papel fundamental no desenvolvimento e O oxigênio teve um papel fundamental no desenvolvimento e 
complexidade das estruturas biolcomplexidade das estruturas biolóógicas, como se pode constatar gicas, como se pode constatar 
pelos exemplos seguintes:pelos exemplos seguintes:
-- capacidade de divisão celular depende da formacapacidade de divisão celular depende da formaçção do complexo ão do complexo actinaactina--
miosinamiosina, imposs, impossíível sem oxigênio; vel sem oxigênio; 
--ssííntese de esterntese de esteróóis, is, áácidos graxos e colcidos graxos e coláágeno geno éé impossimpossíível sem oxigênio; vel sem oxigênio; 
metabolismo aermetabolismo aeróóbio fornece mais de 15 vezes mais energia que o bio fornece mais de 15 vezes mais energia que o 
anaeranaeróóbio; bio; 
-camada de ozônio permitiu a vida em terra.camada de ozônio permitiu a vida em terra.
ORIGEM DA CORIGEM DA CÉÉLULA LULA 
EUCARIEUCARIÓÓTICATICA
Ela foi formada a partir da evaginaEla foi formada a partir da evaginaçção e ão e 
invaginainvaginaçção da membrana plasmão da membrana plasmáática de tica de 
ccéélulas procarilulas procarióóticas (ticas (RobertsonRobertson) ) 
Adquiriu a capacidade de realizar a Adquiriu a capacidade de realizar a 
respirarespiraçção e a fotossão e a fotossííntese depois da ntese depois da 
simbiose realizada com csimbiose realizada com céélulas procarilulas procarióóticas ticas 
aeraeróóbicas e fotossintbicas e fotossintééticas (ticas (LynnLynn MargulisMargulis) ) 
–– Teoria da SETTeoria da SET
ESQUEMA DA EVOLUESQUEMA DA EVOLUÇÇÃO ÃO 
DE UMA CDE UMA CÉÉLULA LULA 
EUCARIEUCARIÓÓTICATICA
A ENDOSSIMBIOSE DE LYNN A ENDOSSIMBIOSE DE LYNN 
MARGULISMARGULIS
A ORIGEM DOS A ORIGEM DOS 
MULTICELULARESMULTICELULARES
Seres formados por muitas cSeres formados por muitas céélulas. lulas. 
Surgiram a partir a união de vSurgiram a partir a união de váárias rias 
ccéélulas que foram se originando da lulas que foram se originando da 
multiplicamultiplicaçção de uma ão de uma úúnica cnica céélula lula 
inicial inicial –– o zigoto. Estas co zigoto. Estas céélulas lulas 
comecomeççaram a dividir o trabalho aram a dividir o trabalho 
possibilitando uma maior possibilitando uma maior 
especializaespecializaçção permitindo o ão permitindo o 
surgimento de tecidos e dos surgimento de tecidos e dos óórgãos rgãos 
dos organismos multicelularesdos organismos multicelulares..
Das duas, uma: Ou a vida se formou Das duas, uma: Ou a vida se formou 
aqui, a partir dos elementos quaqui, a partir dos elementos quíímicos micos 
que deram origem ao nosso planeta que deram origem ao nosso planeta 
("Gera("Geraçção Espontâneaão Espontânea““???); ou a vida ???); ou a vida 
veio de fora, em estveio de fora, em estáágio de gio de 
desenvolvimento que pode ter sido desenvolvimento que pode ter sido 
mais ou menos complexo mais ou menos complexo 
("("PanspermiaPanspermia““??). ??). 
E a E a PanspermiaPanspermia??
Em algum momento da história deste planeta 
surgiram sistemas biológicos capazes de 
produzir descendentes e evoluir, um fato 
associado com as mudanças ocorridas na 
Terra. 
A vida se caracteriza por uma série de 
propriedades que emergem no nível de 
organização celular. 
A teoria celular constitui um dos princípios fundamentais da 
biologia e estabelece que: 
a) todos os organismos vivos estão formados por uma ou 
mais células; 
b) as reações químicas de um organismo vivo, incluindo os 
processos liberadores de energia e as reações 
biossintéticas, ocorrem dentro das células; 
c) as células se originam de outras células, e 
d) as células contêm a informação hereditária dos 
organismos dos quais são parte e esta informação passa 
da célula progenitora à célula filha. 
Não se conhece nenhuma exceção a estes princípios desde 
que foram propostos pela primeira vez há mais de um 
século.
FimFim